原文作者： Challey 

本文來源：電子工程專輯

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　　RISC-V由于其開放性，有望成為全球最有前景的處理器設計架構。當前，RISC-V已經成為了一條競爭激烈的賽道，在其中，既有阿里、Intel等巨頭的深度參與自研，也有企業提供定制平臺，還有中小企業在其中“裸泳”。現在的RISC-V有點類似于當年谷歌剛剛推出安卓時的境況：有深入研發的，有試水的，有押寶的;有做平臺的，有做專用的，也有做通用的……RISC-V的上下游廠商如何在這條未來極有可能火爆的賽道上找到自己的成功之路呢?

　　NimbleAI

　　今年4 月底，一個叫做NimbleAI的項目出現在人們的視線中。

　　NimbleAI的靈感來自于眼睛對光線的探測和大腦對視覺信息處理的新機器視覺和智能技術，以其對資源和算力的節省以及更低的延遲而廣受關注。

　　NimbleAI將創建一種完整的神經形態架構，賦能終端設備有效準確地運行和多樣化的計算機視覺算法。目前這些應用設備通常在資源和面積上受到限制，典型的應用領域包括手持和電池供電的醫療成像設備、自動駕駛車輛智能顯示器、可穿戴的眼球追蹤眼鏡等等。

　　因而，NimbleAI吸引了眾多的目光。

　　事實上，NimbleAI是歐盟于2022 年底啟動的一個旨在實現神經形態視覺的項目。這一項目為期 3 年，有來自歐盟和英國的商業組織和學術界的合作伙伴共同參與研發，但計劃投資只有 1000 萬歐元。

　　歐盟NimbleAI項目的部分成員(圖片來源：NimbleAI)

　　然而，在動輒需要上萬張高性能GPU和巨量存儲的GPT人工智能時代，1000萬歐元的投入是遠遠不夠的。因此，也是NimbleAI的初衷，計劃設計一種神經形態視覺傳感和處理的3D集成芯片來完成它。

　　這個AI 3D集成芯片最終選擇采用RISC-V架構來定制，Codasip成為項目組的重要參與者之一，并提供可定制的IP核、設計工具以及與合作伙伴(CEA,Menta)協作的產品和工具。

　　Codasip在該項目中積極探索RISC-V ISA在內存加速器中的擴展，這些加速器由合作伙伴CEA提供。定制的RISC-V處理提高了神經形態芯片的性能并降低功耗。項目選用Codasip Studio工具和CodAL架構描述語言進行設計，之后由Codasip開發的RISC-V內核映射到Menta SAS的嵌入式FPGA(eFPGA)模塊上。

　　NimbleAI應該是RISC-V業界第一個在高端神經形態領域開發芯片的項目。

　　Codasip之所以能夠在基于RISC-V架構之上設計、開發AI 3D集成芯片，與其較為深厚的RISC-V設計功底和長期積累的技術有關。

　　Codasip

　　筆者Challey了解到，Codasip(科達希普)是在布爾諾科技大學經過 10 年的研究后于2014年成立，是RSIC-V基金會(2015年成立)的創始成員，開發了市場上第一個商用 RISC-V 處理器 IP。

　　Codasip專注于RISC-V處理器定制化和處理器設計自動化技術的供應商，在行業中展現出了許多特色、優勢和獨特之處。無論是嵌入式MC，還是應用CPU，Codasip不僅開發了一系列的RISC-V處理器，而且這些處理器還經過了一流的驗證和量產，所有IP產品完全符合RISC-V開放標準。目前已經出貨了數十億RISC-V芯片。

　　其中Codasip L31 可定制 RISC-V 內核贏得了微控制器、微處理器和 IP 類別的最佳展示獎。

　　L31 IP

　　L31 IP是一款專為低功耗應用設計的RISC-V處理器IP核。它具有高度的靈活性和可定制性，能夠根據應用需求進行優化。這款適用于智能設備的中端32位 RISC-V CPU，作為低功耗，通用嵌入式RISC-V CPU，是性能和能耗平衡中的理想之選。無論是物聯網設備、工業和汽車控制，還是作為大型系統中的深度嵌入式內核，這個多用途的 CPU 將本地處理能力帶入了一個緊湊的區域。同時L31/L31F跟所有的Codasip處理器 IP 一樣，均可通過Codasip Studio輕松實現定制，通過添加新指令以提高系統效率。值得一提的是所有的Codasip處理器都是在Codasip Studio中利用獨特的CodAL架構語言設計完成，并可輕松實現定制，協助客戶充分解鎖RISC-V的潛力并最終實現目標。

　　Codasip Studio

　　Codasip獨有的Codasip Studio工具，是一種用于RISC-V處理器開發的綜合工具套件，用于快速方便地設計或修改處理器。它為處理器設計師提供了一個可視化的開發環境，使他們能夠快速創建、驗證和部署定制化的RISC-V處理器。Codasip Studio還提供了高級調試和性能分析工具，幫助開發者優化和調試他們的處理器設計。作為一種獨特的自動化工具， Codasip Studio與Codasip自有的高級架構描述語言CodAL協同工作，該語言用于設計ISA和微架構。無論是修改現有的Codasip RISC-V設計還是從零開始創建一個全新處理器?Codasip Studio和CodAL都能自動生成需要的一切工具，為最終產品做好準備。

　　差異化思路

　　在當今技術市場，差異化產品是重中之重，也是成功與失敗之間的區別。而在芯片設計中，這種差異更是微乎其微。隨著晶體管成本的持續增加，開發人員已不能再依靠半導體擴展和傳統處理器來實現目標，而唯一的出路是通過為應用量身定做的設計來實現定制計算。

　　Codasip通過開放的RISC-V ISA、Codasip Studio處理器設計自動化與高品質的處理器IP相結合，為客戶提供定制計算。這種創新方法能夠輕松實現定制和差異化設計，從而開發出高性能的、改變游戲規則的產品，實現真正意義上的轉型。

　　通過差異化設計，提供開放的RISC-V設計平臺，這正是Codasip的運作模式和思路。

　　在RISC-V芯片設計如火如荼并充滿競爭的今天，不像巨頭那樣投入重金，卻能夠開辟出一條獨特的道路，實屬不易。為此，筆者聯系了Codasip的CTO Zdeněk P?ikryl進行了交流。

　　Codasip 的RISC-V差異化定制之路

　　RISC-V于2010年誕生于美國伯克利大學的，是一種指令集標準，也是設計處理器芯片的基礎。2014年，RISC-V，還沒有現在這么被廣泛的使用和蓬勃的發展，甚至RISC-V基金會還沒有成立。處理器行業只有少數的研究機構在使用，商業用途剛剛萌芽。

　　而這時，Codasip成立了。

　　在問到Codasip成立的初衷時，CTO Zdeněk P?ikryl 說：“Codasip成立的初衷是為了提供定制化的處理器設計解決方案，幫助客戶滿足不斷變化的處理器需求。傳統處理器設計方法有著很大的局限性，需要大量的時間和資源，并且缺乏靈活性和可定制性。因此，Codasip決定尋找一種更先進、更靈活的處理器設計方法。”

　　在2014年，RISC-V尚未像現在這樣被廣泛使用和發展。然而，Codasip的創始人們對于開源指令集架構的潛力和影響力有著清晰的認識。開源的指令集架構能夠為處理器設計帶來更大的靈活性、可定制性和可擴展性，同時降低了設計的成本和時間。RISC-V正好符合這些要求，因為它是一種開放的、可定制的指令集架構，可以滿足不同應用領域的需求。

　　Codasip在早期就看到了RISC-V的潛力，并意識到它將成為未來處理器設計的重要趨勢。而此時投身于RISC-V生態系統的發展，并為客戶提供基于RISC-V的定制化處理器設計解決方案。

　　在經過早期的探索和積累后，Codasip取得了成功，“近年來，通過與RISC-V生態系統的緊密合作和貢獻，Codasip已經成為了RISC-V社區中的重要參與者，并在這個快速發展的領域中取得了成功。” Zdeněk P?ikryl表示。

　　但是，如前所述，RISC-V發展到今天，還僅僅呈現出Android剛推出時的情況：通用的，專用的，自研的，平臺的……各種模式紛紜雜沓，雖然有的取得了一定的成果，但要在市場上做成一個鮮明的、獨特的，達到一定規模效應的卻很少。而Codasip卻在這種境況的早期就堅持一個目標和方向，打造成一個具有差異化的可定制的開放的RISC-V處理器設計平臺。

　　對此，Zdeněk P?ikryl表示：“Codasip的目標是成為全球領先的RISC-V處理器設計和定制計算解決方案提供商，并通過自身努力，推動RISC-V生態系統的不斷發展和創新。我們將繼續致力于為客戶提供靈活、高性能、低功耗的處理器設計，滿足不同應用領域的需求。Codasip希望將自己打造成一個綜合性的平臺，提供從處理器設計到驗證、定制和部署的端到端解決方案，協助客戶在最短的時間內設計和生產出高質量的定制化處理器，并降低設計風險和成本，為客戶提供高質量、定制化的處理器設計解決方案，并成為RISC-V領域的首選合作伙伴。通過持續創新和提供卓越的技術支持，繼續致力于推動RISC-V的廣泛應用和發展，為客戶帶來更大的價值和競爭優勢。”

　　然而，任何事物的過程都不是一帆風順的，特別是在高端的處理器芯片設計領域，在一個還沒有被廣泛使用，甚至還不被大多數客戶接受的第三方架構的硬件設計開發上。

　　Codasip的發展過程注定也是坎坷的。

　　在過去的九年里，Codasip確實面臨了一些挑戰和艱難的處境。

　　在與筆者的交流中，Zdeněk P?ikryl 說道：“首先在RISC-V技術還未被行業廣泛認知和接受之前，初始階段的技術推廣確實存在困難。我們也花費了大量的時間和精力來教育市場，充分展示RISC-V的潛力和優勢，并最終獲得了認可。”

　　強調差異化

　　Zdeněk P?ikryl 表示，“然后，強調競爭與差異化。在處理器設計行業，存在著激烈的競爭。Codasip需要找到自己的差異化優勢，使其產品和解決方案與其他競爭對手區分開來。對此我們投入了大量的研發和創新，除了捷克研發總部之外，先后在法國，英國，西班牙和希臘等地開設設計中心，不斷完善產品和技術，以提供獨特、高性能的處理器設計，服務于行業和社會。”

　　在處理器驗證還未被行業所啟用之前，Codasip就成立了專門的驗證部門，通過一系列獨有的驗證手段和方法，對所有Codasip的RISC-V處理器產品進行充分驗證，以確保其可靠品質。因為Codasip對于驗證之重要開了先河，并不斷促使行業加強對RISC-V處理器IP品質的重視，才使得今天的RISC-V行業對驗證環節的嚴苛要求。

　　可見，差異化是Codasip堅持的研發和市場策略。

　　定制計算成就定制化處理器

　　Codasip專注于為客戶提供定制化的RISC-V處理器解決方案。Codasip的產品和技術允許用戶根據應用需求進行靈活的處理器設計，根據實際應用針對不同工作負載調整設計，并提供豐富的工具和支持，使開發過程更加高效。通過將模塊化RISC-V指令集架構的潛力與定制計算解決方案相結合，有效實現定制化處理器。并可定制現有IP來創建特定應用的處理器，可以大大減少設計流程和上市時間。

　　生態建設

　　“此外，建立合作伙伴關系也很重要。在供應鏈和生態系統建設方面，Codasip需要與其他公司和組織建立合作伙伴關系，以確保他們的解決方案能夠無縫地集成到整個系統中，而實現這一點需要同芯片制造商、工具提供商和軟件開發商等不同類型的合作伙伴進行密切合作。” Zdeněk P?ikryl 表示。

　　Codasip充分利用了 RISC-V 生態系統的優勢。其所有的處理器 IP 兼容 RISC-V 標準，能夠與其他 RISC-V 生態系統中的工具和軟件進行集成和兼容。這種與生態系統的緊密合作使得 Codasip 的產品具有更廣泛的適用性和兼容性。

　　同時，Codasip 提供了從處理器設計到軟件工具鏈的全面解決方案，為客戶提供開發和調試的一體化環境。這種全面的解決方案大大簡化了客戶的開發流程，并全面提高了開發效率。

　　Codasip的設計工具和方法使得客戶能夠靈活地進行處理器設計和優化。成熟的自動化工具支持各種不同的設計風格和流程，包括自定義指令擴展、微架構優化等。這種設計靈活性使得客戶能夠根據應用需求完成高度優化的處理器設計。

　　在面對RISC-V發展過程中的挑戰和困難時，Codasip采取了一系列關鍵的策略和做法。其中投資于研發和創新是重中之重，強調差異化使其在RISC-V廠商中快速出圈，定制計算成就了其定制化處理器能力。同時，通過不斷的投資，確保其產品和技術保持領先地位。另外與行業伙伴建立密切合作關系，投資于RISC-V相關教育也是其一貫宗旨。伙伴合作關系有助于共同推動RISC-V生態的長足發展，通過Codasip Labs和大學計劃等項目，致力于培養下一代具有開拓創新精神的開發者。

　　對一個高端芯片設計行業企業，工程師們關心最多的應該是其高端人才和工程師文化。

　　創新與開放的工程師文化

　　對此，筆者Challey與Codasip內部人員進行了交流溝通。

　　其中，首席IP架構師Tariq Kurd引起了我們的關注。

　　Tariq Kurd畢業于英國倫敦的布魯內爾(Brunel)大學。自1999年以來都在從事CPU設計工作，至今已有24年的豐富經驗。20多年來深耕于不同的CPU微架構(單問題、多線程、失序、DSP、VLIW)和包括RISC-V，ARM在內的不同專有架構。

　　最近幾年來，在RISC-V中非常活躍，并于2022年榮獲RISC-V國際基金會RISC-V特別貢獻獎，同時也擔任代碼簡化任務組和Zfinx任務組的主席，迄今為止已經成功地批準了兩個擴展結果，Zfinx (共享整數寄存器進行浮點計算) 和Zc(減少代碼大小)。

　　注：代碼簡化任務組( Code Size Reduction Task Group )和Zfinx任務組為RISC-V國際基金會下的兩個任務組織，前者旨在于開發代碼長度簡化的整體解決方案，使RISC-V與現有的嵌入式內核架構相比更具競爭力。后者旨在于通過共享浮點和整數寄存器以節省面積和減少上下文切換時間。

　　而Tariq Kurd也很謙虛，在交流中，他說道：“作為一名普通的工程師，不斷實現技術創新，以客戶為本并積極參與RISC-V行業生態建設是我們最引以為榮的使命。我在2022年2月離開原公司(國內芯片頂級研發大廠)，加入Codasip，擔任失序應用內核項目的首席架構師。并在3個月內，被提升為Codasip 首席IP架構師。”

　　“在為Codasip工作之前，我很少與客戶或開發團隊以外的其他利益相關者接觸。晉升后對我來說，巨大的不同是與客戶的接觸。我是CPU IP的技術聯系，所以需要經常與客戶直接對話，探討客戶的訴求，并如何將這些訴求與Codasip的現有產品相匹配，并利用這些訴求來塑造未來產品。而我的角色從與客戶交談，到定義應用類CPU內核的架構和微架構，以及一直到非常精細的底層細節。而這樣的角色，在一個工作職能內擁有如此廣泛的范圍是不尋常的。然而就是這樣的職能范圍，為我和團隊的工作提供了無可比擬的多樣化環境，而與終端客戶建立起的直接聯系，使得研發技術團隊更好的直接了解客戶的需求，并將這些需求優化到產品升級中，以便更好地為客戶服務。在這樣的生態循環中積累的工作經驗和技術指標，終將使我受益終生。“

　　Codasip有著深厚的科研背景。多年來從一個初創企業發展到行業前三，通過獨一無二的Codasip Studio自動化工具和CodAL語言，以及成熟的RISC-V IP,已經成功實現在數十億顆芯片中布局。不斷成熟的企業促使不斷成熟的企業文化的形成。通過多方交流溝通，筆者發現Codasip的工程師文化主要體現在以下幾個方面：

　　創新和追求卓越：Codasip向來鼓勵創新和追求卓越。通過積極尋求新的技術突破和解決方案，并不斷推動處理器設計領域的前沿。

　　跨學科協作精神：Codasip歷來強調團隊協作，并通過跨學科團隊中合作，共同解決技術問題，并與全行業共享知識和經驗。

　　以客戶導向：Codasip的工程師們注重客戶導向，將客戶需求放在首位，并致力于為客戶提供最佳的處理器設計解決方案，通過積極與客戶溝通，并持續改進和優化產品和服務。

　　結語

　　正是基于多年的研發沉淀和積累，在RISC-V這幾年快速爆發的階段，Codasip也在短短的一年多，其工程能力得到了巨大的提升，從一個初創公司快手過渡到真正以產品為導向的產品型企業。

　　作為最早涉足RISC-V行業的領軍企業，Codasip多年來不斷壯大，完善技術和解決方案，逐漸形成了自己的獨特的特色和優勢，走出了一條差異化定制之路，并不斷促使自己成為RISC-V行業的世界級參與者。